LIQUÉFACTION DES GAZ

389. Tous les gaz ont été liquéfiés : ils peuvent être tous regardes anie la vapeur d'un liquide. Ce sont des vapeurs 1res éloignées de

*tit point Je liguéfaclion.

Les procédés à employer sont ceux qui ont servi à liquéfier les

*»peurs : le refroidissement, la compression et enlin la compression

•' le refroidissement combinés.

Mo. Renroidissement sous la pression atmosphérique. —

♦renons pour exempli.- Vncide sulfureux. On produit le gaz dans un li'on B, il se dessèche en traversant une éprouvetle E où se cod-

'fttis* une partie de la vapeur d'eau et un tube T rempli de chlorure *** Calcium. I.e gaz se rend dans un ballon D à long col plonge dans "'^ télnnge réfrigérant formé de glace pilée et de sel marin (fig. 273). '* ballon est terminé par une pointe effilée e ouverte dans l'atmos- PWe. L'acide sulfureux bout à — 8"; en d'autres termes, à — 8° la 'Orce élostique maximum de sa vapeur est égale à la pression atmosphérique. On le liquéfie en le refroidissant au-dessous de — 8", car fcrce élastique maximum devient alors inférieure à la pression fsphérique.

"» liquéfie donc un gaz sous la pression atmosphérique en le refroi- '^'^^X au'dessûus du point d'éhullition normal de son liquide.

COURS DE PHTSTQUB

401 . Compression à. la température ordinaire. — An-dess du point d'ébuUition normal du liquide qui forme le gaz, la élastique du gaz croît rapidement, mais on peut espérer qu'en comprimant suflisamment le gaz à la température ordinaire, on arrivera, à dépasser la force élastique maximum relative à cette température.

L'appareil de Pouillet a permis en effet de liquéfier un grand nombre df gaz par simple compression.

C'est un récipient en acier A renfermant du mercure et au-dessus de l'huile et dans lequel s'enfonce un piston plongeur à vis P (fig. "274). Ce récipient 'commimique par un tuyau avec une boîte en acier sur laquelle sont assujettis deux lulies de deux mètres de long très résistants et bien calibrés. On introduit par le haut des tubes des gaz secs : dans l'un T' de l'air pour apprécier la pression par sa variation de volume, dans l'autre T le gaz à liquéfier. On scelle ensuite au chalumeau l'extrémité des tubes el on exerce avec le piston à vis une pression croissante.

A 10° l'acide sulfureux se liquéfie sous une pression de 2 atmosphères 1/3; à lu" la force élastique maximum de la vapeur d'acide sulfureux est en effet inférieure à 3 atmosphères 1/2 ; l'acide carbonique à la même température se liquéfie sous une pression d'environ 'i5 atmosphères.

402. Compression et refroidissement combinés. — Dans la méthode de Faraday, on produit le gaz dans une des bran- t^^^'-^ cLes A d'un tube recourbé en V.

à parois très résistantes (fig. 275) ;

le gaz se comprime lui-môme et ^^^

se liquéfie dans l'autre branche B qui est refroidie. Il y a liquéfac tion si la pression devient supérieure à la force élastique maximum

Ki({. ;7;.

CEULEUR

>rrespondant à la température du mélange réfrigérant principe de I paroi froide]. Le liquide se rassemble dans la branche froide.

Kg. i7i.

Prcnotui pour exemple la liquéfaction de Vammoniaque. Dans l'une des brsitclies du tube recourbé on inu-oduit du chlorure d'argent ammoniacal qui diswut D froid un grand volume d'ammoniaque et le dégage ix chaud. On a •»it (ilongor dans un mélange réfrigérant l'autre extrémité du tube après l'»yoir préalablement fermée à la lampe. En chauffant la branche qui contient l« chlorure, l'ammoniaque se dégage et exerce une pression qui devient très P>ntlo dans le petit volume du tube.

I-'appareU de liquéfaction de M. CaiUetet (fig. 277) est un tube de verre T, à parois résistantes, recourbé à sa partie inférieure et proloflffé en haut par un tube capillaire. Ce tube, rempli de gaz pur et '**^> est fermé en P à sa partie supérieure ''' et transporté dans un ^^ de mercure que contient une cuve en acier B ; sur cette cuve

I'} Pour remplir le tnbs da gaz, oo le place borizontalemcnt, on y introduit quelque* *^'*a it merenrc a et on y tait passer un courant de gaz (fig, '27(i) ; l'air eat chaMtf,

KIg. a7U.

M à Ulunpe rexlrémiti 0 <lc la partie capillaire et on rodreste le tube: le mer* : ^nne l'orifice inttrieur du tube recourbé.

on visse une monuu bronze, afin d'avoir un nieture hermétique. L« coramunique par an en acier t avec une ] aspirante et foulante {fi| qui injecte de l'eau et met la pression au nu [lit la (ransmetau gaz pression est mesurée [ manomètre métallique mercure comprimé 1 dans la cuve el s'élève j dans la partie supériei tube capillaire. On faci liquéfaction du gaz en rant le tube capillaire manchon M qui conli( mélange réfrigérant (lig

CHALEUR

LIQUÉFACTION DES GAiS PERMANENTS

<03. Gaz permanents. — Jusqu'en 1877, sept fjaz : ox;/gène,

nililriKiène, azole, uxi/Je de carbone, Lioxyde d'nzole, formène el

*"i^linf avaient résisté à des froids de prés de — tOfC combinés à

•Jw pressions de plusieurs centaines d'atmosphères. Ces gaz étaient

"Ppdés permanents.

^04. Température critique. — L'étude de la compressibilité <•* l'acide carbonique à des lompéraliires croissantes a montré qu'il

Ijr avait pour chaque gaz une température au-dessus de laquelle il ne

\V^i eiisler à l'étal liquide.

La pression à laquelle il faut soumellro l'acide carbonique pour le

l"»lu«>fi(T croit avec la température, c'est 'i« atmosphères à 13",

1 '•' atmosphères à 21*. Au-dessus de 31", la liquéfaction n'est plus possihlf. si forte que soit l,i pression el si petit que devienne le volume '"^ >?az. L'intérieur du tube à compression reste alors rempli par un "oidc homogène, sans qu'on voie à un moment donné se produire '*« séparalinn en deux couches distinctes. Cette température de 31* iii-dessus de laquelle l'acide carbonique ne peut plus exister qu'à letni rjn/eux est la leinpéralnre critique de l'acide carbonique''^

Uj Hall :iao masiii' il auiilu curljoDUiiK^ gnzffiix égale ù l'unité : reprcscnton.1 son volume ••f lue horizontal. *a pression «iir lies pcrpouiliculaires li 1

pression sur des pcrpoi

rnrTnnpoDtlra à un point liguratif particulier

iO). Comprimons lu gaz à ['<" par exemple,

lame diminue, le poiut figuratif so diSpluce

<°"l<> «a M ou la liquéfaction commeuce, elle a lieu

"• «me prsAsiflD égale in la fnrce élastique ina-

,, '"ïi • 1.". IVnilant la liquéfuRtiou, le volume l'uai

1 l'axe liorizonCal. Chaque état

OUf loim une pru><iion constante, la courbe tigu- ^"'«••«tunajroileliori/.oulale. EnN laliquéfuctioti *^oiii|ilc'ic, un accroiisuiuonl de pression coin- "**■ lu lii|uid>< seul, la variation île volume >le- ~t il..r. ^ïir. encment faible, et la courbu figurant ascenilnnle. Comme il s'agit de .M\ c.it la ililTércnre des volume* 't du gaz et du lii|uidc. A mesure que la iluri' t'élAvo, la liquéfaction uat retardéo et UN qui rupriisenlo la diminutinu du vuluuu uepar la liquéfaction diminue d« longueur. ti' In points M et N' te confnndent en II. Au-do<isus de 31" la liquéfaction n'eit ^ poiiitdo, la courbe est continue et le gaz suit u peu près la loi de Alariotto. *-«nluqB*« du point 11 est la prenëion critique. ' ^UnJnuoat de la température critique, la liquéfaction est produite par une preisiou ^Hiar» * U pression critique.

Fig. m.

Pl

Chaque gaz ou vapeur a une température critique qui lui est propre.